基于貧困地區化學學科核心素養發展的“五元創新教學”探索

唐旭杰

【摘 要】本文針對貧困地區高中化學素養和能力的精準提升進行系統研究，論述構建“情境·問題·合作·圖示·體驗”五元創新教學模式，建立一套常態化的學科素養和能力提升的評價機制，以實現“以生為本、素養為本、立德樹人”教育目的。

【關鍵詞】化學核心素養 五元創新教學 貧困地區

【中圖分類號】G ?【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2019）03B-0057-03

近年來，提高學生的學科素養和學習能力成為國際和國內基礎教育課程改革的重要目標之一。然而，縱觀區內外的中學化學教學，更多的仍是“知識本位”教學。即便如此，學生的“雙基”也沒有得到應有的鞏固和提高。課堂教學缺乏真正互動，課堂問題機械、低層次，缺乏思維發展的深層價值，特別是地屬貧困偏遠山區。如果教師隊伍不能精準施教，那么貧困偏遠山區的教育將永遠滯后。世界那么大，貧困偏遠山區的孩子憑什么去看看？

就目前來看，我國的國情是東、中、西以及每個地方的發展不平衡，存在區域間、城鄉間、校際間的差距。雖屬同一區域，但貧困偏遠山區的教育資源十分匱乏。“缺儀少藥”現象進一步削弱了貧困山區學生的探究過程和親身體驗，造成貧困山區學生化學學科知識不足、學科能力不足、學科素養不足、合作能力和探究能力不足。這與 2017 年新課程標準倡導“重視開展素養為本的教學”與“化學學科核心素養的評價”以及“落實立德樹人根本任務”，“讓每個孩子都享有公平而優質的教育”，發展素質教育相距甚遠。

德國物理學家馮·勞厄曾說，教育給予人們的無非是當一切已經學過的東西都忘記后所剩下的東西。江旭峰也說過：“真正的學習能力是培養自己在沒有路牌的地方也能走路的能力。”學生的學科素養不是與生俱來的，是通過學生各階段各環節長期的教育而逐步培養形成的，學科素養其實就是適應個人終身發展和社會發展的正確價值理念、必備品格和關鍵能力。在化學教學中，如何給學生最大的收獲，從而吸引學生積極參與課堂教學活動，進而提高學生化學素養和學習能力是擺在我們面前的一個重要課題。

基于此，我們把落腳點放在課堂教學，提出了精準提升貧困地區高中化學素養和學習能力的“情境·問題·合作·圖示·體驗”五元創新教學模式，讓學生在參與、體驗、探究學習過程中內化知識、發展能力，既“走進教材”，又“走出教材”，達成知識與能力、思維的有機融合，符合新課標“從教教材到用教材教”的理念。

一、精準提升高中化學核心素養的“情境·問題·合作·圖示·體驗”五元創新教學流程

下圖為精準提升高中化學核心素養的“情境·問題·合作·圖示·體驗”五元創新教學流程圖：

二、自我評價高中化學核心素養提升的基本要素

自我評價高中化學核心素養提升的基本要素如圖 2 所示：

三、常態化高中化學核心素養提升的自我評價機制

評分標準分為三個層次：充分（3 分），一些相關（2 分），不能（1 分）。按照評價要點進行學期跟蹤統計，具體見圖 3（見下頁）。

四、例析高中化學核心素養視導下的“五元創新教學”實踐

（一）教學情景化。根據具體的教學內容，設計真實、有趣、富有挑戰性的問題教學情境或事件，既提升師生對“科技的社會影響”的理解和判斷能力，又增強 STSE 觀念。比如，在《乙烯》教學中，首先結合圖片拋問題：石油和煤被譽為“工業的血液”和“工業的糧食”，除了作燃料，它們還是生產許多化工產品的主要原料。你知道身邊的哪些材料或環境問題與石油、煤有關系？談談它們作為基本化工原料的重要價值。然后，通過平臺介紹“世界芒果之鄉—— 田東縣”和當地芒果種植品種、產量、銷量以及芒果節文化等資料，以此調動學生的味蕾。如果把青芒果和熟蘋果一起放在同一個塑料袋中，系緊袋口，放置一段時間后青芒果會變成熟的金黃色嗎？就能吃上香甜可口的成熟芒果嗎？如能，這是誰的功勞？你知道青芒果變熟的原理嗎？它主要來源于何處？

（二）知識問題化。根據教學情境，以學生現有的認知結構和思維水平為基點來設計不同層次的問題，并在探究中深刻理解并形成科學觀念。在現有的化學知識之上對新舊知識進行立體整合，對知識深刻理解，融會貫通，并在一定程度上減少不必要的繁瑣。例如，在《乙烯》教學中，首先在平臺發布“石蠟油分解實驗”的實驗視頻，隨后，再發布一系列有價值的問題供學生自主探究。

1.將產生的氣體分別通入稀硫酸酸化的 KMnO4 溶液、溴的 CCl4 溶液，觀察現象。

2.在導氣管末端點燃氣體，觀察燃燒的現象。

3.石蠟油分解產生的氣體全是烷烴嗎？該氣體與烷烴的結構有什么區別？

4.KMnO4 溶液加入稀硫酸目的是什么？

5.KMnO4（H+）溶液、溴的 CCl4 溶液都有強氧化性，乙烯可使 KMnO4（H+）溶液、溴的 CCl4 溶液褪色，二者原理是否相同？試用化學反應方程式來表示。

6.為什么乙烯通入溴的四氯化碳溶液中發生了加成反應而不是取代反應？試設計實驗探究。

7.乙烯通入溴水和溴的四氯化碳溶液中，現象相同嗎？

8.乙烯的分子結構有什么特點？乙烯有什么樣的特性？

9.試以甲烷和乙烯為例說明有機物的結構與性質之間的關系。

10.請同學們結合加成反應的概念和實質，寫出乙烯在一定條件下分別和一些小分子，如 H2、水、鹵化氫發生加成反應的化學反應方程式。

需要指出的是，乙烯自身之間還可以發生加成反應，形成長鏈高分子化合物聚乙烯（一種塑料）—— 加聚反應。聚乙烯、聚氯乙烯等白色污染廢棄物，微生物不能降解，是白色污染物。現在用可降解塑料聚乳酸來代替，它可以被乳酸菌分解為無毒物質。

11.如何鑒別甲烷和乙烯兩種氣體？

12.能否用 H2 除去乙烷中混有的乙烯雜質？

13.用乙烷和 Cl2 反應可以制取氯乙烷，用乙烯和 HCl 反應也能制取氯乙烷，兩種方法哪種更好？

14.能否用酸性 KMnO4 溶液除去 CH4 中的少量 CH2=CH2 雜質氣體？如何除去？

（三）能力合作化。新課標倡導下的學生成長應以合作能力的培養為重點，因此，教師必須關注科學知識、科學概念背后的教育價值。因為科學知識、科學概念不僅僅是呈現在教材上的一段文字或圖片，它的背后一定是有“故事”的，而證據與邏輯是這個“故事”的“關鍵詞”。教師在教學中需要帶領學生經歷這個濃縮的“故事”，探索化學教育的真諦。成立小組互助學習模式，通過組內交流、組間合作、多元交流，提高學生的問題意識、質疑能力與探究能力，培養學生的合作意識、合作能力和合作品質，增強人際交流溝通的能力，以有利于學生樹立團隊合作的觀念，提高學生人際交流溝通的能力，使學生學會在合作中相互尊重和欣賞，為學生的終身發展構建平臺，使學生身心和諧發展、科學素養、學科能力和終身學習的能力得到全面提高。

（四）整合圖示化。模型是學生得以接近微觀結構和過程的一種工具。從學科認知的角度來看，模型不僅是一種物化了的可視性的教學工具，而且是一種建立在人們觀察和想象等活動基礎上的認識自然的思維方式。運用化學圖像、圖表等來表征化學課本內外靜態知識的邏輯關系和動態思路的模型，能引導學生積極自主探究，看懂教材，吃透教材，更好地識記、分析、綜合和運用科學知識，從而卓有成效地提高學生的學習效率和思維活動能力。例如，在《乙烯》教學中，經過一系列問題大討論后，學生需要回歸教材，使知識條理化和系統化，方法整合化（如圖4所示）。

經過不斷錘煉，久而久之會在學生的腦海中種下分類觀、實驗觀、變化觀、守恒觀、方法觀、對比分析和學科價值觀等化學學科觀念的種子，培養學生從化學視角看現實問題的科學素養，以及運用化學思想分析和解決化學問題的意識和能力，為學生尋找思考和探究的階梯，使其感受到化學思想對化學學習的重要性。

（五）作業實踐化。蘇霍姆林斯基曾說：“在學習一門學科時，學生從事的活動，不僅應當是對知識的說明（這一點也是必要的），而且應當是新的真理、發現和規律性的源泉。”教師、學生適時根據課程標準、認知水平對教材核心知識點、試題進行新情境實踐型原創或改編，比如，背景材料可以是能源、資源、材料、環境、健康等方面的新問題，做好實踐型作業。當然實踐型作業不能拘泥于常規的知識綜合應用訓練，而要靈活交叉開展多元化的硬性或軟性作業，如小論文、小制作、小項目、小海報、小調查報告等。教師要拓展課程資源，給好研究、愛創作、樂創新的學生開辟綠色通道，提高其觀察能力、動手實踐能力、自主創新意識、科技意識和科技水平。“學有用的化學”，既可豐富學生的科學知識，又能培養和發展學生的科學素養與學習能力。例如，在《乙烯》教學的末段，可發布問題：在一些水果存儲庫和花店里，人們常常把水果或花朵密封好后再放入一些浸泡過高錳酸鉀溶液的硅土，這樣做的目的是為了極大提高水果或花朵的保鮮期，延長銷售期，獲得很好的經濟效益。浸泡過高錳酸鉀溶液的硅土為什么能延長水果的保鮮期？另外，怎樣讓水果快速成熟？水果催熟劑是否安全？使用催熟劑后的果蔬營養價值是否會降低？怎樣可以完全去除殘留在水果表皮上的催熟劑？結合以上問題，以芒果等水果為例，撰寫一篇小論文。

總之，“五元創新教學”模式立足于中學化學基礎知識，以“以生為本、素養為本、立德樹人”為導向，運用“教學情景化、知識問題化、能力合作化、整合圖示化、作業實踐化”方法，將化學素養和學習能力融入教學實踐中，強調學科育人功能及應用價值，形成化學素養與學習能力提升的自我評價機制。這能最大限度地影響教師的教學觀、教學行為，增強教師對科學素養概念的理解，及其對課程標準中提高學生科學素養目標的認識，對貧困地區教育改革有良好的導向作用，有利于課堂教學從知識、能力立意向價值、素養立意的轉變，符合目前科學教育研究的新思路，為貧困地區高中化學學科課堂教學注入新的活力。

【參考文獻】

[1]孫天山.基于“問題”的高階思維課堂教學架構研究[J].中學化學教學參考，2016（9）

[2]楊長進.學科核心素養下高中化學實踐型作業設計的研究[J].求學，2018（1）

【基金項目】廣西教育科學“十三五”規劃2017年度C類課題“基于科學素養培育的化學深層價值問題教學研究”（2017C244 ）研究成果之一。

（責編 盧建龍）